Искусственная анизотропия (двойное лучепреломление).

Явления данного лучепреломления при механической деформации было открыто Зеебеком(1813) и Брюстером(1815).

При отражении или растяжении тела возникает оптическая анизотропия (как в основном кристалле) с оптической осью .

Опыт показывает, что , где ¤ -давление, к- коэффициент зависит от вещества.

Разность фаз между обыкновенными и необыкновенными лучами

, где

В зависимости от вещества может быть больше или меньше нуля, и кроме того зависит от λ (дисперсия двойного лучепреломления).

При наблюдении в белом свете искусственно анизотропное тело при скрещенных поляризаторах оказывается пестро окрашенным. Распределение окраски может служить хорошим качественным признаком распределения напряжений.

Эффект Керра(1875).

Под влиянием электрического поля вещество становиться в оптическом отношении подобным одноосному кристаллу с оптической осью параллельной электрической напряженности.

к-ячейка Керра. Если поляризаторы перпендикулярны и нет электрического поля на ячейке, то свет не проходит. При наложении поля жидкость между обкладками конденсатора становится двоякопреломляющей, так что свет, выходящий из становится эллиптически поляризованным и может пройти через . Опыт показывает, что и разность хода пути l между лучами будет или для фазы , где постоянная Керра. Так как ~ , то сдвиг фазы не зависит от направления поля.

Например, для нитробензола и для расстояния между пластинами d~1мм, , длине пластин l~2,5см, при , то .

Эффект Керра практически безынерционен (время установления ~ ). Поэтому применяют для создания светового затвора и модуляции светового пучка.

Объяснения эффекта дал Лапшевен: в сильном электрическом поле молекулярные дипош ориентируются вдоль поля, что и создает ассиметрию в оптических свойствах жидкости. При росте температуры эффект ослабляется.

Вращение плоскости поляризации. Эффект Фарадея.

Если поместить между скрещенными поляризатором и анализатором пластину одноосного кристалла (например, кварц), чтобы свет шел вдоль оптической оси (двойное преломление отсутствует). То заметим, что поля зрения освещается. Если повернуть анализатор на угол , где h- длина пути в кристалле, то затемнение восстановиться. Таким образом, линейно поляризованный луч, вышедший из поляризатора, испытал в кристалле поворот плоскости поляризации.

Например, для кварца постоянная достигает для желтого света ~ , а для фиолетового ~ . Существует два типа кварцевых кристаллов, являющихся зеркальным отражением друг друга: один поворачивает плоскость поляризации вправо, другие влево.

Поворот плоскости поляризации наблюдается и в аморфных телах, лишенных какой бы то ни было анизотропным, например, в растворах сахара и другие. Где угол поворота , где с- концентрация, а ~ .

Это позволяет создать сахарометры.

Искусственный поворот плоскости поляризации может быть получен при помещении некоторых веществ (например, стекла), в магнитное поле. Вдоль линии индукции, которого распространяется линейно поляризованный свет. Эффект был открыт Фарадеем в 1846г.

Для стекла(в единичной индукции) на пути в 1см, . Френель дал формальную теорию явления вращения плоскости поляризации. Линейно поляризованную волну можно рассматривать как сумму двух волн с круговой поляризацией:

В веществе её можно представить как сумму волн:

правая поляризация

левая поляризация

Скорости распространения волн несколько отличны.

если скорости распространения круговых колебаний разные, то после прохождения пути l колебание отстает по фазе на , а колебание на , где длины волн в кристалле соответствующие обоим видам колебаний. Пусть l таково, что .тогда займет снова тоже положение, а вектор займет некоторое новое положение, повернутое относительно старого на угол

. Результирующий вектор будет также повернут относительно Е на угол .

Если коэффициент преломления для лучей, поляризованных вправо и влево, то , где - пустоте.

Таким образом, .

Физический смысл этой формальной теории связан с существованием сложных молекул, являющихся зеркальным отображением друг друга (как спирали, намотанные правым или левым бинтом).